根据一项新的估计，可见的宇宙可能包含大约 6 x 10^80——或 6 亿万亿万亿万亿万亿——比特的信息。
这些发现可能对宇宙实际上是一个巨大的计算机模拟的推测可能性产生影响。
在这个令人难以置信的数字背后是一个更奇怪的假设。六年前，德裔美国物理学家罗尔夫·兰道尔 (Rolf Landauer) 提出了信息和能量之间的一种等价关系，因为擦除计算机中的数字位会产生少量热量，这是一种能量形式。
由于阿尔伯特·爱因斯坦著名的方程 E = mc^2 表明能量和物质是彼此不同的形式，英国朴茨茅斯大学的物理学家梅尔文·沃普森此前推测，信息、能量和物质之间可能存在某种关系。
“使用质量-能量-信息等效原理，我推测信息可能是宇宙中物质的主要形式，”他告诉 Live Science。他补充说，信息甚至可以解释暗物质，暗物质是构成宇宙中绝大多数物质的神秘物质。
沃普森着手确定单个亚原子粒子（例如质子或中子）中的信息量。他说，这些实体可以通过三个基本特征来充分描述：它们的质量、电荷和自旋。
“这些特性使基本粒子彼此区分开来，它们可以被视为’信息’，”他补充道。
1948 年，美国数学家和工程师克劳德·香农 (Claude Shannon) 在一篇名为“通信的数学理论”( A Mathematical Theory of Communication)的开创性论文中首先给出了信息的具体定义。通过查看信息传输的最大效率，香农引入了比特的概念。Vopson 说，这可以具有 0 或 1 的值，用于测量信息单位，就像距离以英尺或米为单位测量或温度以度为单位测量一样。
使用香农方程，沃普森计算出质子或中子应包含相当于 1.509 位编码信息。沃普森随后推导出可观测宇宙中粒子总数的估计值——大约 10^80，与之前的估计值一致——以确定宇宙的总信息含量。他的发现于 10 月 19 日发表在AIP Advances杂志上。
沃普森说，尽管由此产生的数字是巨大的，但它仍然不足以解释宇宙中的暗物质。在他早期的工作中，他估计需要大约 10^93 位的信息——比他得出的数字大 10 万亿倍——是必要的。
“我计算的数字比我预期的要小，”他说，并补充说他不确定为什么。可能是他的计算中没有考虑到重要的事情，他的计算侧重于质子和中子等粒子，而忽略了电子、中微子和夸克等实体，因为根据沃普森的说法，只有质子和中子可以存储有关它们自身的信息。
他承认这个假设可能是错误的，也许其他粒子也可以存储关于它们自己的信息。
耶鲁大学天文学家格雷格劳克林（Greg Laughlin）没有参与这项工作，他说，这可能就是为什么他的结果与之前对宇宙总信息的计算如此不同，后者往往要高得多。
“这有点忽略房间里的大象，而是房间里的 100 亿头大象，”劳克林告诉 Live Science，指的是新估计中没有考虑的许多粒子。
劳克林说，虽然这种计算可能没有立即应用，但它们可能对那些推测可见宇宙实际上是一个巨大的计算机模拟的人有用。他说，这种所谓的模拟假设是“一个非常迷人的想法”。
“计算信息内容——基本上是运行 [宇宙] 所需的内存位数——很有趣，”他补充道。
但是，到目前为止，模拟假设仍然只是一个假设。“没有办法知道这是否属实，”劳克林说。
